Proteus軟件在51單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

1、Proteus 軟件在 51 單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用： Contrapose the current MCU traditional teaching model， it develops a simple 51 MCU item teaching method which bases on Proteus simulation software to improve theory and experiment. The teach production indicates the effectiveness of learning. It tests well experiment of Pro

2、teus technology in MCU teaching reform.1 Proteus 軟件的介紹Proteus 軟件是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物 仿真軟件。能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字、模擬電路的設(shè)計(jì)與仿真，特別能夠?qū)?現(xiàn)對(duì)單片機(jī)與外部設(shè)備的仿真。 在仿真過程中， 用戶可以用鼠標(biāo) 單擊開關(guān)、鍵盤、可調(diào)電阻等動(dòng)態(tài)外部設(shè)備模型，使得單片機(jī)系 統(tǒng)根據(jù)輸入作出相應(yīng)的響應(yīng)，并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)地顯示在LED、LCD等動(dòng)態(tài)顯示器上。整個(gè)仿真過程與真實(shí)的軟件、硬件調(diào)試過 程一致， 使得單片機(jī)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用開發(fā)過程變得容易。 同時(shí)該軟 件與 Keil 軟件構(gòu)建的單片機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，可以在微機(jī)上

3、實(shí) 現(xiàn)完成51單片機(jī)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)原理圖、設(shè)計(jì)PCB到軟件硬件調(diào)試、 測(cè)試和驗(yàn)證的整個(gè)開發(fā)過程 1 。2 使用 Proteus 軟件進(jìn)行 51 單片機(jī)教學(xué)的必要性51 單片機(jī)編程是計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)化等專業(yè)的一門重要 專業(yè)課程 4 ，實(shí)踐性環(huán)節(jié)比較多。 大多數(shù)高校 51 單片機(jī)教學(xué)都 是使用實(shí)驗(yàn)箱，使用實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)，成本較高，而且單片機(jī)的型號(hào) 只能是一兩種， 里面的線路已經(jīng)固定好， 學(xué)生往往只能管中窺豹， 無法了解 51 單片機(jī)的與元器件之間的連接方式。同時(shí)學(xué)生只有 在上課時(shí)間才有機(jī)會(huì)接觸， 在有限的上課時(shí)間內(nèi)， 如果無法掌握 內(nèi)容，回到宿舍也無法實(shí)驗(yàn)， 往往只能等待下次課到實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證， 大大地延緩

4、了 51 單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程， 學(xué)習(xí) 51 單片機(jī)編程時(shí)極不 方便， 課外學(xué)習(xí)時(shí)間不能充分利用。 使用 Proteus 軟件進(jìn)行教學(xué) 可以避開學(xué)生使用硬件過程當(dāng)中成本代價(jià)過高， 攜帶不便的， 只 需要一臺(tái)簡單的電腦就可以進(jìn)行， 學(xué)生可以在宿舍完成設(shè)計(jì)驗(yàn)證 過程，可以直接查看程序運(yùn)行和電路工作過程與結(jié)果， 完成之后 在實(shí)驗(yàn)室下載到實(shí)際 51 單片機(jī)系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)設(shè)備上驗(yàn)證結(jié)果就可 以了。真正實(shí)現(xiàn)的開放性實(shí)訓(xùn)，非常適合現(xiàn)在的教學(xué)方式。3 一次 51 單片機(jī)項(xiàng)目的教學(xué)過程在 51 單片機(jī)教學(xué)過程中可以采用項(xiàng)目化教學(xué)方式，以一次 電子產(chǎn)品開發(fā)制作的過程為例進(jìn)行教學(xué)。 以一次項(xiàng)目的實(shí)施過程 為例介紹如何使用

5、Proteus 進(jìn)行教學(xué)。 下面介紹一個(gè)非常簡單的 51單片機(jī)項(xiàng)目“1s閃爍一次的LED燈”。本項(xiàng)目通過一個(gè)簡單 的1s延遲程序使用單片機(jī)端口控制一盞燈的閃爍。項(xiàng)目的實(shí)施 可以分為項(xiàng)目分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、軟件硬件調(diào)試四個(gè)部 分1 。3.1 項(xiàng)目分析 教師講解相關(guān)的理論知識(shí)： “延遲程序如何實(shí)現(xiàn)”， 為項(xiàng)目 奠定理論基礎(chǔ)。 教師講述的同時(shí)學(xué)生自己上網(wǎng)搜索相關(guān)內(nèi)容， 并 構(gòu)思程序的實(shí)現(xiàn)。在此階段，如果項(xiàng)目比較復(fù)雜，學(xué)生還可以組 成小組，分工合作，在電子設(shè)計(jì)大賽上就是 3 人一組。但本項(xiàng)目 為基礎(chǔ)項(xiàng)目，項(xiàng)目內(nèi)容簡單， 1 人就可以完成。3.2 硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生在完成資料收集之后就可以對(duì)項(xiàng)目的硬件

6、電路進(jìn)行設(shè) 計(jì)。學(xué)生可以具體根據(jù)項(xiàng)目的要求， 在 Proteus 軟件中選擇元器 件搭建電路圖。在 Proteus 中實(shí)現(xiàn)電路有兩個(gè)優(yōu)勢(shì) 23 ： 1、 項(xiàng)目中的元器件可以不受實(shí)驗(yàn)室元器件是否存在的影響， 有些硬 件如果實(shí)驗(yàn)室沒有照樣可以進(jìn)行模擬；2、學(xué)生對(duì)整個(gè)電路的構(gòu)建比較清晰， 對(duì)電路的理解很有幫助， 可以避免試驗(yàn)箱操作無法 了解電路的接線問題。 但是也要注意， 電路的搭建往往設(shè)計(jì)較多 的知識(shí)， 學(xué)生可能無法獨(dú)立完成， 教師應(yīng)該在搭建過程中給予學(xué) 生幫助。3.5 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)在完成 Proteus 和軟件的模擬之后， 就可以根據(jù)電路圖繪制 PCB板或者在試驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。由于實(shí)際硬件與Prot

7、eus之間可能會(huì)有部分差異， 所以還需要多次測(cè)試和調(diào)試， 最終才能夠完 成項(xiàng)目。4 學(xué)生使用 Proteus 軟件學(xué)習(xí) 51 單片機(jī)的效果Proteus 軟件的使用，使得 51 單片機(jī)教學(xué)的教學(xué)理念和教 學(xué)方法有了根本性的變化，它能夠提高學(xué)生分析和設(shè)計(jì) 51 單片機(jī)項(xiàng)目的能力。上面的內(nèi)容是對(duì) 51 單片機(jī)項(xiàng)目化教學(xué)的一個(gè)教 學(xué)嘗試，需要改進(jìn)的方面還有很多， 但是初步效果已經(jīng)有所顯現(xiàn)。 我校學(xué)生在參加全國電子設(shè)計(jì)大賽、 海南省電子設(shè)計(jì)大賽中多次 獲得海南賽區(qū)二三等獎(jiǎng)的好成績。 而且學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中大量使 用了 Proteus 進(jìn)行項(xiàng)目模擬。 不過， 應(yīng)當(dāng)明確的是只有真正地把 Proteus 結(jié)合到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生才真正能夠掌握51 單片機(jī)這門課程。5 總結(jié)采用 Proteus 輔助 51 單片機(jī)教學(xué)，可以提高學(xué)生